KR20010020477A - 코팅재 - Google Patents

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Abstract

코팅재는 수용성 아크릴 수지 등의 수용성 수지, 아크릴 유화액 등의 수지 유화액 및 용제에 우레탄 수지가 용해된 것 등의 용제계 수지에서 선택된 적어도 1종(A)과, 폴리에틸렌 비이드 등의 수지 비이드(B)와, 콜라겐 등의 가용성 단백질 및 에틸렌-아크릴 공중합체 등의 상기 A와 상용하지 않는 수지 유화액에서 선택된 적어도 1종(C)을 포함하는 것이다. A는 기재와의 밀착성, B는 열 밀봉성, C는 표면이활성과 점착방지성을 개선한다.
또한, 수용성 아민계 첨가제(D)를 첨가함으로써, 올레핀계 기재의 접착성을 향상시킬 수 있다.

Description

코팅재{COATING MATERIAL}
종래에는 표면이 평활한 수지 시트(또는 필름)는 일반적으로 표면이활성이 없고, 블로킹(고체 면끼리 밀착되어, 서로의 재료가 연속된 것처럼 되는 현상)이 발생되기 쉬워 다음과 같은 문제가 발생하였다.
예를 들면, 시트의 원반(시트를 롤 상으로 겹쳐 감은 것)에 있어서, 블로킹이 발생하면, 원반으로부터 시트를 감을 수 없게 된다. 또한, 시트를 겹친 상태에서 재단하는 경우 등, 재단시의 압착에 의해 시트간에 블로킹이 발생하여, 시트끼리 달라 붙어 뗄 수 없게 되어 버린다.
또한, 이와 같은 표면이 평활한 시트는 표면이활성이 없기 때문에, 2차 가공성(가공시 취급성)이 현저히 나빴다.
이와 같은 문제점을 해소하기 위해서, 종래, 시트 표면에 전분 파우더 등을 살포하거나, 적당한 코팅재를 코팅하는 것이 실행되었다.
그러나, 파우더를 살포한 시트의 경우, 다음과 같은 문제가 있다. 즉, 제조 현장에서 표면의 파우더가 날리거나, 작업 환경이 악화된다. 또한, 시트에 인쇄 등을 실시하는 때는 파우더가 인쇄 롤에 부착하여 롤의 청소 작업의 빈번해 진다. 게다가 파우더에 의해 시트 표면에 흠집이 생기기 쉽다.
한편, 코팅을 실시한 시트의 경우, 상술한 파우더에 있어서의 문제는 발생하지 않지만, 다음과 같은 문제가 있다.
즉, 종래의 코팅재는 시트에 대한 밀착성과 열 밀봉성과의 양립이 어렵다. 요컨대, 시트와의 밀착성이 양호한 코팅재를 선택하면 열 밀봉성이 나빠진다. 반대로, 열 밀봉성이 양호한 코팅재를 선택하면 시트와의 밀착성이 나빠진다. 또한, 종래의 코팅재는 블로킹, 표면이활성 불량을 개선하기 위해 일반적으로 무기 충전재가 첨가된다. 이 때문에 투명성이 불량해진다. 또한, 코팅재에 실리콘을 배합함으로써, 표면이활성을 부여하는 것도 행해지고 있다. 그러나, 이와 같은 실리콘 배합의 코팅재를 코팅한 시트에서는 인쇄성 등이 저하된다. 특히, 폴리올레핀계 시트인 경우에는 코팅재의 밀착성이 나빠고, 실용성이 저하된다.
또한, 종래의 관련기술로서, 무기계 윤활제, 왁스 등을 포함한 릴리스 코팅제가 도포된 박리성 포장 필름(일본 특허공고 제84-47991 호 공보), 아크릴산 공중합체와 슬립제로 이루어진 필름 도포용 조성물(일본 특허공개 제 91-3433 호 공보), 특정한 왁스로 이루어진 유화액과 무기활제를 폴리염화비닐리덴계 유화액에 첨가하여 구성한 코팅액이 도포된 열 밀봉성 피복 필름(일본 특허공고 제 91-63586 호 공보)등이 제안되어 있다.
그런데, 상술한 바와 같은 코팅재가 적용되는 시트에 있어서는, 포장용 상자 등으로 조립될 때에 필요에 따라 접착 등이 행해진다.
수지 시트 중, 올레핀 시트나 필름은 접착성이 나쁘고, 일반적인 폴리우레탄계 접착제로는 용이하게 접착할 수 없고, 시아노아크릴레이트계 접착제를 사용하는 일이 많다. 또한, 시아노아크릴레이트계 접착제를 사용하는 경우라도, 접착성을 높이기 위해서 접착에 앞서 시트 표면에 하도제 처리를 실시하는 것이 실행되고 있다. 이러한 하도제로서는, 탄소수가 8 내지 24의 장쇄 탄화수소기인 3급 아민을 유효성분으로 하는 2-시아노아크릴레이트계 순간 접착제용 하도제가 제안되어 있다(일본 특허공개 제92-237837 호).
그러나, 이와 같은 하도제 처리가 따르는 접착을 하는 경우 다음과 같은 문제가 있다.
즉, 접착시에 있어서 하도제 처리를 하기 위해서 2차 가공시의 공정이 증가하고, 제조 비용이 상승한다.
또한, 하도제 처리를 했다고 하더라도 시트 자체의 접착성이 향상되는 것은 아니기 때문에 안정된 접착성을 충분히 얻을 수 없는 경우가 있다.
발명의 요약
발명의 주요한 목적은, 시트에 대한 밀착성, 열 밀봉성, 투명성 혹은 인쇄성을 저하시키는 일 없이, 점착방지성 및 표면이활성을 향상시킬 수 있는 코팅재를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상술한 점착방지성의 향상 뿐 아니라, 시트 자체의 접착성을 향상할 수 있는 코팅재를 제공하는 것이다.
본 발명은 수지 시트 등을 겹쳐 놓았을 때에 발생하기 쉬운 블로킹 등을 방지하기 위해 수지 시트 등에 도포되는 코팅재에 관한 것이다.
본 발명의 제 1 발명에 관한 코팅재는 수용성 수지, 수지 유화액 및 용제계 수지에서 선택된 적어도 1종(A)과, 수지 비이드(B)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 A는 기재에 대한 밀착성을 높이기 위한 저분자량 수지이다.
상기 수용성 수지의 구체예는, 수용성 아크릴 수지, 수용성 폴리우레탄 수지, 수용성 폴리에스테르 등이다.
상기 수지 유화액의 구체예는, 아크릴 유화액, 폴리우레탄 유화액, 폴리에스테르 유화액 등이다.
상기 용제계 수지의 구체예는, 디메틸포름아미드(DMF), 메틸에틸케톤(MEK), 톨루엔, 시클로헥산, 부틸 아세테이트 등의 1종 이상으로 이루어진 용매에 우레탄 수지, 아크릴 수지, 염화비닐 수지 등이 용해된 것이다.
이 A 성분은 0.1 내지 50.0 중량% 함유시키는 것이 적당하다. 0.1중량%보다 적으면 안정된 코팅이 곤란해진다. 또한, 50.0 중량%을 초과하면, 2차 가공성이 저하될 우려가 있다.
상기 수지 비이드(B)는 열 밀봉성을 향상시키기 위해서 함유시킨다.
이 수지 비이드의 구체예는, 폴리에틸렌 비이드, 아크릴 비이드, 나일론 비이드, 폴리에스테르 비이드, 폴리프로필렌 비이드 등이다.
이 비이드의 함유량은 0.01 내지 20.0 중량%가 적당하다. 0.01 중량%보다 적으면, 열 밀봉성의 향상 효과가 충분하지 않게 된다. 또한, 20.0 중량%보다 많으면 투명성이 저하된다.
비이드의 평균 입경은 20 μm 이하가 바람직하며, 보다 바람직하게는 10 μm 이하이다. 20 μm보다 크면 거칠거칠한 느낌이 들어 촉감이 나빠진다. 또한, 비이드의 탈락의 원인이 되기도 한다.
본 발명의 제 2 발명에 관한 코팅재는 수용성 수지, 수지 유화액 및 용제계수지에서 선택된 적어도 1종(A)과, 가용성 단백질 및 상기 A와 상용하지 않는 수지 유화액에서 선택된 적어도 1종(C)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 A의 내용은 상기 제 1 발명에서 기재한 바와 같다.
상기 C는 기재의 표면이활성과 점착방지성을 향상시키기 위해서 함유시킨다.
상기 가용성 단백질의 구체예는 젖당(유장), 난백, 실크(피브로인), 콜라겐, 카제인, 젤라틴, 세리신, 혈청 단백 등이다. 상기 난백은 닭, 메추리, 집오리, 거위 등의 알의 흰자이다. 상기 가용성은 수가용성 및 용제 가용성이라는 것이다.
상기 A와 상용하지 않는 수지 유화액의 구체예는, 에틸렌-아크릴 공중합체, 에틸렌-아세트산 비닐 공중합체 등이다.
상기 C 성분의 함유량은 0.0l 내지 10 중량%가 적당하다. 0.01 중량%보다 적으면 표면이활성과 점착방지성의 향상 효과가 충분하지 않게 된다. 또한, 10.0 중량%보다 많으면 투명성이 저하된다.
본 발명의 제 3 발명에 관한 코팅재는 수용성 수지, 수지 유화액 및 용제계 수지에서 선택된 적어도 1종(A)과, 수지 비이드(B)와, 가용성 단백질 및 상기 A와 상용하지 않는 수지 유화액에서 선택된 적어도 1종(C)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 A, B 및 C의 내용은 상기 제 1 및 제 2 발명에 있어서 기재한 바와 같다.
본 발명에 따르면, 시트 등에 대한 밀착성, 열 밀봉성, 기재의 표면이활성 및 점착방지성이 우수한 코팅재를 얻을 수 있게 된다.
본 발명의 코팅재가 도포되는 기재의 구체예는 임의적으로, 예를 들면 투명연질 수지(폴리염화비닐, 올레핀계 수지 등)의 시트, 에나멜 가죽 등이다.
또한, 본 발명의 코팅재의 도포 방법도 임의적으로, 그라비아, 오프셋, 컴마 코터 등의 일반적인 방법을 사용할 수 있다.
본 발명의 제 4 발명에 관한 코팅재는 상술한 점착방지성을 향상시키기 위한 코팅재에 추가로 수용성 아민계 첨가제(D)를 첨가한 것을 특징으로 한다.
상기 수용성 아민계 첨가제는, 기재의 접착성을 향상시키기 위해서 첨가된다. 본 발명에 있어서는, 코팅에 의해 시트의 접착성이 향상된다.
상기 수용성 아민계 첨가제의 구체예는, 아미노실란(N-β(아미노에틸)γ-아미노프로필메틸 디메톡시실란, N-β(아미노에틸)γ-아미노프로필메틸 트리메톡시실란, γ-아미노프로필메틸 트리메톡시실란, γ-아미노프로필메틸 트리에톡시실란 등), 또는 폴리옥시에틸렌알릴아미노에테르(폴리옥시에틸렌라우릴아미노에테르, 폴리옥시에틸렌스테아릴아미노에테르 등)등이다.
상기 수용성 아민계 첨가제의 함유량은 상술한 성분(A 내지 C)에 대해 수용성 아민계 첨가제가 0.0l 내지 20%(고형분대비)로 한다.
이 수용성 아민계 첨가제가 너무 적으면 접착성 향상의 효과를 얻을 수 없으며, 너무 많으면 코팅 도막이 약해질 우려가 있다.
이 수용성 아민계 첨가제를 첨가한 코팅재에 있어서도, 도포 방법은 임의적으로, 그라비아, 오프셋, 컴머코터 등의 일반적인 방법을 사용할 수 있다.
이 수용성 아민계 첨가제를 첨가한 코팅재로 처리한 시트를 접착하는 수단으로서는 일반적인 접착제(시아노아크릴레이트계 접착제)를 사용하면 좋다.
제 1 실시형태
본 실시형태의 코팅재는 수용성 수지, 수지 유화액 및 용제계 수지에서 선택된 적어도 1종(A)과, 수지 비이드(B)를 포함하는 것이다.
상기 수용성 수지의 구체예는, 수용성 아크릴 수지, 수용성 폴리우레탄 수지 등이다.
상기 수지 유화액의 구체예는, 아크릴 유화액, 폴리우레탄 유화액 등이다.
상기 용제계 수지의 구체예는, DMF, MEK 등의 1종 이상으로 이루어진 용매에 우레탄 수지, 아크릴 수지 등이 용해된 것이다. 이 A 성분은 0.1 내지 50.0 중량% 함유시킨다.
상기 수지 비이드(B)는 폴리에틸렌 비이드, 아크릴 비이드 등이다. 이 비이드의 함유량은 0.01 내지 20.0 중량%이고, 비이드의 평균 입경은 20μm 이하이다.
제 2 실시형태
본 실시형태의 코팅재는 수용성 수지, 수지 유화액 및 용제계 수지에서 선택된 적어도 1종(A)과, 가용성 단백질 및 상기 A와 상용하지 않는 수지 유화액에서 선택된 적어도 1종(C)을 포함하는 것이다.
상기 가용성 단백질의 구체예는, 난백, 실크(피브로인), 콜라겐, 카제인 등이다. 상기 A와 상용하지 않는 수지 유화액의 구체예는 에틸렌-아크릴 공중합체 등이다.
상기 C 성분의 함유량은 0.01 내지 10중량%이다.
제 3 실시형태
본 실시형태의 코팅재는, 수용성 수지, 수지 유화액 및 용제계 수지에서 선택된 적어도 1종(A)과, 수지 비이드(B)와, 가용성 단백질 및 상기 A와 상용하지 않는 수지 유화액에서 선택된 적어도 1종(C)을 포함하는 것이다.
제 4 실시형태
본 실시형태의 코팅재는 상술한 제 1 실시형태(성분 A+ B), 제 2 실시형태(성분 A+ C), 제 3 실시형태(성분 A+ B+ C) 중 어느 하나의 코팅재에, 추가로 수용성 아민계 첨가제(D)를 첨가한 것이다.
상기 수용성 아민계 첨가제의 구체예는, 아미노실란 혹은 폴리옥시에틸렌알릴아미노에테르 등이다.
상기 수용성 아민계 첨가제의 함유량은 상술한 성분(A 내지 C)에 대하여, 수용성 아민계 첨가제가 0.01 내지 200%(고형분대비)로 한다.
실시예 1 내지 3
상기 제 1 실시형태에 대응하는 실시예이다.
실시예 1의 코팅재는 수용성 수지(A)인 수용성 아크릴 수지(고형분 30%) 1.0 중량%와, 수지 비이드(B)인 폴리에틸렌 비이드 0.25 중량%와, 물 98.75중량%를 포함하는 것이다.
실시예 2의 코팅재는 수지 유화액(A)인 아크릴 유화액(고형분 30%) 1.0 중량%와, 수지 비이드(B)인 폴리에틸렌 비이드 0.25 중량%와, 물 98.75중량%를 포함하는 것이다.
실시예 3의 코팅재는 용제계 수지(A)인 DMF에 우레탄 수지가 20% 용해된 것 1.0 중량%와, 수지 비이드(B)인 아크릴 비이드 0.25 중량%와, 물 98.75중량%를 포함하는 것이다.
실시예 4 내지 6
상기 제 2 실시형태에 대응하는 실시예이다.
실시예 4의 코팅재는 수용성 수지(A)인 수용성 아크릴 수지 2.0 중량%와, 가용성 단백질(C)인 난백 0.1중량%와, 물 97.9중량%를 포함하는 것이다.
실시예 5의 코팅재는 수지 유화액(A)인 아크릴 유화액 2.0 중량%와, A와 상용하지 않는 수지 유화액(C)인 에틸렌-아크릴 공중합체 0.1중량%와, 물 97.9중량%를 포함하는 것이다. ,
실시예 6의 코팅재는, 용제계 수지(A)인, DMF에 우레탄 수지가 용해된 것 2.0 중량%와, 가용성 단백인 난백 0.1 중량%와, 물 97.9중량%를 포함하는 것이다.
실시예 7 내지 9
상기 제 3 실시형태에 대응하는 실시예이다.
실시예 7의 코팅재는 수용성 아크릴 수지 0.8 중량%와, 폴리에틸렌 비이드 0.25%와, 난백 0.05 중량%와, 물 98.9중량%를 포함하는 것이다.
실시예 8의 코팅재는 아크릴 유화액 0.8 중량%와, 폴리에틸렌 비이드 0.25 중량%와, 난백 0.05 중량%와, 물 98.9중량%을 포함하는 것이다.
실시예 9의 코팅재는 DMF에 우레탄 수지가 용해된 것의 0.8 중량%와, 아크릴 비이드 0.25 중량%와, 에틸렌-아크릴 공중합체 0.1 중량%와, 물 98.85 중량%를 포함하는 것이다.
비교예 1 내지 3
비교예 1의 코팅재는 콘 스타치 0.5 중량%와, 물 99.5중량%를 포함하는 것이다.
비교예 2의 코팅재는 수용성 아크릴 수지 0.8 중량%와, 물 99.2 중량%를 포함하는 것이다.
비교예 3의 코팅재는 수용성 아크릴 수지 0.795중량%와, 수용성 실리콘 수지 0.005 중량%와, 물 99.2 중량%를 포함하는 것이다.
특성 평가 1
상기 실시예 및 비교예에 관한 코팅재를 투명 올레핀 시트에 그라비아 코터(150 메쉬)를 사용하여 도포하고, 100℃, 10초간 건조하였다.
그리고, 수득된 시트에 대하여, 흐린 정도(霧度), 점착방지성, 재단성, 표면이활성, 인쇄성, 인쇄 작업성, 열 밀봉성, 제조시의 작업성, 내표면스크래치성을 평가하였다. 이들 평가결과를 표 1에 나타낸다.
또한, 표 중의 평가는 양호가 ○, 보통이 △, 불량이 ×이다. 각 항목마다 평가기준은 다음과 같다.
점착방지성은 원반 감김 상태에서 감기 시작했을 때의 블로킹의 유무를 확인하였다. 블로킹이 없으면 ○, 블로킹이 있었지만 떼어낸 후에 블로킹 흔적이 남지 않으면 △, 주름이나 블로킹 흔적이 남으면 ×로 하였다.
재단성은 작업자가 실제로 겹친 상태에서 재단을 하고, 블로킹 발생 유무와 한 장씩 풀리거나, 떼어내기 쉬운지를 확인하여 그 정도에서 평가하였다.
표면이활성은 ASTM D1894 규격에 따른 정동 마찰계수에 의해 평가하였다. 동마찰계수가 1 이상을 ×, 0.5 이상 1.0 미만을 △, 0.5 미만을 ○로 하였다.
인쇄성은 수성 및 용제계 잉크의 그라비아 인쇄를 하고, 결과를 눈으로 관찰하여 확인하였다. 또한, 점착 테이프를 인쇄면에 붙인 후 떼어내고, 박리성을 조사하였다. 그리고, 잉크가 전혀 벗겨지지 않는 것을 ○, 조금이라도 벗겨지는 것을 ×로 하였다.
인쇄 작업성은 인쇄 헤드의 오염을 확인, 파우더 오염 등으로 청소할 필요가 생긴 것은 ×로 하였다.
열 밀봉성은 열 밀봉 온도로 확인. 온도조건이 너무 높아져서 실 바에 수지 시트가 달라붙는 등의 경우에는 ×, 베이스 기재 필름과 같은 정도이면 ○로 하였다.
제조시의 작업성은 파우더가 날리거나 롤이 더러워지는 등의 지장이 있으면 ×로 하였다.
내표면스크래치성은 시트끼리를 손으로 100회 서로 문질러서 흠집이 생김을 평가하였다. 흠집이 눈에 띄면×, 눈에 띄지 않으면 ○로 하였다.
흐린정도(%) 점착방지성 재단성 표면활성 인쇄성 인쇄작업성 열 밀봉성 제조시의 작업성 내표면스크래치성
실시예 1 2.8
실시예 2 2.6
실시예 3 2.9
실시예 4 2.7
실시예 5 2.7
실시예 6 2.8
실시예 7 2.6
실시예 8 3
실시예 9 2.7
비교예 1 3.2 × × ×
비교예 2 2.5 × × × ×
비교예 3 3 × × × ×
표 1로부터, 실시예 1 내지 3의 코팅재는 상기 A와 B를 포함하는 것이기 때문에 열 밀봉성이 양호함을 알 수 있다.
실시예 4 내지 6의 코팅재는 상기 A와 C를 포함하는 것이기 때문에, 표면이활성, 점착방지성 및 재단성이 양호한 것임을 알 수 있다.
실시예 7 내지 9의 코팅재는 상기 A와 B와 C를 포함하는 것이기 때문에, 흐린 정도로부터 내표면스크래치성의 모든 특성이 양호함을 알 수 있다.
한편, 비교예 1에서는 옥수수 전분의 분무에 의해 점착방지성을 부여하고 있지만, 분말 진탕 작업이 필요하기 때문에, 제조 현장에서의 작업성이 나쁘다. 또한, 인쇄 등의 2차 가공시 롤에 분말이 부착되기 때문에 롤을 자주 청소해야만 한다.
비교예 2의 코팅재에 의하면, B가 포함되어 있지 않기 때문에, 열 밀봉성이 불량해지고, 또한 C가 포함되어 있지 않기 때문에 점착방지성이 나쁨을 알 수 있다.
비교예 3의 코팅재에 의하면, B가 포함되어 있지 않기 때문에 열 밀봉성이 불량하다. 또한, 실리콘 수지를 첨가하고 있기 때문에, 표면이활성이 부여되었지만, 인쇄성은 저하되었다.
실시예 10
상기 제 4 실시 형태에 대응하는 실시예이다.
실시예 10의 코팅재는 실시예 1의 코팅재(수용성 수지(A)인 수용성 아크릴 수지(고형분 30%) 1.0 중량%와, 수지 비이드(B)인 아크릴 비이드 0.25 중량%와, 물 98.75 중량%를 포함하는 것)에, 추가로 수용성 아민계 첨가제(D)로서 N-β(아미노에틸)γ-아미노프로필메틸트리메톡시실란을 0.5% 첨가한 것이다.
이 코팅재를 폴리프로필렌 시트에 그라비아코터(150 메쉬)를 사용하여 도포하고, 100℃, 10초간의 건조를 하였다.
비교예 4
비교예 4로서, 실시예 10에서 사용한 것과 동일한 폴리프로필렌 시트에 전혀 코팅하지 않은 상태의 것을 준비하였다.
특성 평가 2
이러한 코팅재를 도포한 시트에 대하여, 하도제 처리를 한 후 시아노아크릴레이트계 접착제로 접착을 하였다. 또한, 하도제없이 시아노아크릴레이트계 접착제로 접착도 하였다. 이들을 접착한 후, 각각의 접착 부분의 파괴강도를 시험하였다. 그 결과를 표 2에 나타내었다.
실시예 10 비교예 4
하도제+접착제 △∼○
접착제만 △∼○ ×
× : 접착강도가 거의 없다
△ : 5할 정도 재료가 파괴
○ : 완전히 재료가 파괴
이로부터, 본 발명에 의해 하도제 처리없이도 접착 강도를 충분히 얻을 수 있음을 확인할 수 있었다.
이상과 같이, 본 발명에 관한 코팅재는 표면이 평활한 수지 시트를 롤에 감거나 겹친 상태에서 재단할 시에 시트의 점착방지성을 높이기 위한 코팅에 적합하다.

Claims (4)

  1. 수용성 수지, 수지 유화액 및 용제계 수지에서 선택된 적어도 1종(A)과,
    수지 비이드(B)를 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅재.
  2. 수용성 수지, 수지 유화액 및 용제계 수지에서 선택된 적어도 1종(A)과,
    가용성 단백질 및 상기 A와 상용하지 않는 수지 유화액에서 선택된 적어도 1종(C)을 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅재.
  3. 수용성 수지, 수지 유화액 및 용제계 수지에서 선택된 적어도 1종(A)과,
    수지 비이드(B)와,
    가용성 단백질 및 상기 A와 상용하지 않는 수지 유화액에서 선택된 적어도 1종(C)을 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅재.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    추가로 수용성 아민계 첨가제(D)를 첨가한 것을 특징으로 하는 코팅재.
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